JP2007240258A - デリバリファイバ破断検知システム - Google Patents

Abstract

【課題】複雑な構造を有さず、簡便で安価に製造することができるデリバリファイバ破断検知システムを提供すること。
【解決手段】本発明のデリバリファイバ破断検知システムは、レーザ光源１と、レーザ光源１近傍に設けられ、レーザ光源１から照射されるレーザ光ＬＢを伝送するデリバリファイバ２とを備えている。デリバリファイバ２には、導入部４を介して、デリバリファイバ２内にガイド光ＧＬを照射するガイド光源３が連結されている。デリバリファイバ２の出射端２ａ近傍には、レーザ光ＬＢ及びガイド光ＧＬが出射されるとともに、ガイド光ＧＬの一部を反射ガイド光ＲＧＬとしてデリバリファイバ２内に反射する反射体５が設けられている。デリバリファイバ２には、取出部６を介してデリバリファイバ２内に反射された反射ガイド光ＲＧＬの強度を検出する検出部７が連結されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、レーザ光を伝送するためレーザ加工装置に設置されたデリバリファイバが破断しているかどうかを検知するデリバリファイバ破断検知システムに関する。

従来のレーザ加工装置は、レーザ光を伝送するためデリバリファイバを有している。また、このようなデリバリファイバの破断を検知するため、デリバリファイバ破断検知システムが用いられている。従来のデリバリファイバ破断検知システムとしては、図６に示すように、レーザ光ＬＢを伝送するデリバリファイバ２と、デリバリファイバ２の側方に電流を流した導電線５１を設けたものが知られている。このような構成のデリバリファイバ破断検知システムにおいて、デリバリファイバ２が破断した場合には、デリバリファイバ２からレーザ光ＬＢが漏れ、導電線５１の温度が上がる。このため、導電線５１に温度ヒューズ（図示せず）を接続した構成を用い、導電線５１の温度が所定の温度に達すると電流が流れなくなることによってデリバリファイバ２の破断を検知するもの（例えば、特許文献１）や、導電線５１に抵抗検出装置（図示せず）を接続した構成を用い、導電線５１の温度に応じて変化する導電線の抵抗値によってデリバリファイバ２の破断を検知するもの（例えば、特許文献２）などが知られている。

また図７に示すように、他のデリバリファイバ破断検知システムとして、デリバリファイバ２と、デリバリファイバ２に沿って設けられた熱に弱いプラスチックファイバ５２と、当該プラスチックファイバ５２内にハーフミラー５４を介して破断検知光ＢＬを照射する破断検知用光源５５と、破断検知光ＢＬを反射して反射破断検知光ＲＢＬとし、デリバリファイバ２内に導入する反射ミラー５７とを備えたものも知られている。

このようなデリバリファイバ破断検知システムにおいて、デリバリファイバ２が破断した場合には、デリバリファイバ２からレーザ光ＬＢが漏れ、プラスチックファイバ５２の温度が上がる。このためプラスチックファイバ５２が高温になると、プラスチックファイバ５２が破断し、破断検知光ＢＬや、反射破断検知光ＲＢＬがプラスチックファイバ５２から外部に漏れる。このため、光検出部５３で検出される反射破断検知光ＲＢＬの強度を検出することによって、デリバリファイバ２の破断を検知することができる。
特開２００３−２７９４４４ 特開２００４−２１９２４４

しかしながら、図６及び図７に示す従来のデリバリファイバ破断検知システムにおいては、上述したように、別途導電線５１を設けたり、プラスチックファイバ５２を設けたりする必要があるため、複雑な構造になってしまい、製造コストも高くなってしまっている。

本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、複雑な構造を有さず、簡便で安価に製造することができるデリバリファイバ破断検知システムを提供することを目的とする。

本発明は、レーザ光源と、レーザ光源近傍に設けられ、レーザ光源から照射されるレーザ光を伝送するデリバリファイバと、デリバリファイバに導入部を介して連結され、デリバリファイバ内にガイド光を照射するガイド光源と、レーザ光及びガイド光が出射されるデリバリファイバの出射端近傍に設けられるとともに、ガイド光の一部を反射ガイド光としてデリバリファイバ内に反射する反射体と、デリバリファイバに取出部を介して連結され、デリバリファイバ内に反射された反射ガイド光の強度を検出する検出部と、を備えたことを特徴とするデリバリファイバ破断検知システムである。

本発明は、レーザ光源が、ファイバレーザであることを特徴とするデリバリファイバ破断検知システムである。

本発明は、ファイバレーザがデリバリファイバと融着していることを特徴とするデリバリファイバ破断検知システムである。

本発明は、デリバリファイバとガイド光源との間に設けられた導入部が、導入タップからなることを特徴とするデリバリファイバ破断検知システムである。

本発明は、デリバリファイバと検出部との間に設けられた取出部が、取出タップからなることを特徴とするデリバリファイバ破断検知システムである。

本発明は、反射体が、出射窓と、出射窓の端部に設けられ、可視光の少なくとも一部を反射する反射膜とを有することを特徴とするデリバリファイバ破断検知システムである。

本発明は、反射体の反射膜がコーティング材からなることを特徴とするデリバリファイバ破断検知システムである。

本発明は、反射体が、デリバリファイバに融着されていることを特徴とするデリバリファイバ破断検知システムである。

本発明は、ガイド光源とデリバリファイバとの間に設けられた導入部が、デリバリファイバと検出部との間の取出部としても機能し、ガイド光源と導入部との間の導入路にハーフミラーが配置され、ガイド光源から照射されるガイド光が、ハーフミラーを介してデリバリファイバ内に照射され、反射体からの反射ガイド光が、デリバリファイバから導入部を介してハーフミラーに達し、ハーフミラーで反射された後、検出部に入射することを特徴とするデリバリファイバ破断検知システムである。

本発明は、ガイド光源とデリバリファイバとの間に設けられた導入部が、デリバリファイバと検出部との間の取出部としても機能し、ガイド光源及び検出部が、連結部を介してデリバリファイバに連結され、ガイド光源から照射されるガイド光が、連結部を介してデリバリファイバ内に照射され、反射体からの反射ガイド光が、デリバリファイバから導入部及び連結部を介して、検出部に入射することを特徴とするデリバリファイバ破断検知システムである。

本発明によれば、複雑な構造を有さず、簡便で安価に製造することができるデリバリファイバ破断検知システムを提供することができる。

第１の実施の形態
以下、本発明に係るデリバリファイバ破断検知システムの第１の実施の形態について、図面を参照して説明する。ここで、図１乃至図３は本発明の第１の実施の形態を示す図である。

図１に示すように、本発明によるデリバリファイバ破断検知システムは、ファイバレーザ（レーザ光源）１と、ファイバレーザ１に融着され、ファイバレーザ１から照射されるレーザ光ＬＢを伝送するデリバリファイバ２と、デリバリファイバ２に導入タップ４を介して連結され、デリバリファイバ２内にガイド光ＧＬを照射するガイド光源３とを備えている。

このうちファイバレーザ１としては、Ｙｂファイバレーザ、Ｎｅファイバレーザ等を用いることができる。なお、ファイバレーザ１としては、小型で高出力な光を照射することのできるダブルクラッドファイバレーザを用いることが好ましい。

またガイド光源３によって照射されるガイド光ＧＬは、操作者がレーザ光ＬＢの位置を把握するためのものであり、ガイド光ＧＬの波長は可視光の波長領域にある。またこのようなガイド光源３としては、Ｈｅ−Ｎｅレーザ光源、赤色ＬＤモジュール等を用いることができる。

また図１に示すように、レーザ光ＬＢ及びガイド光ＧＬが出射されるデリバリファイバ２の出射端２ａ近傍には、ガイド光ＧＬの一部を反射ガイド光ＲＧＬとしてデリバリファイバ２内に反射する反射体５が設けられている。この反射体５は、図１に示すように、出射窓２２と、出射窓２２とデリバリファイバ２との間に設けられ、可視光の少なくとも一部を反射することができる反射膜２３とからなっている。なお、この反射膜２３はコーティング材からなっており、ガイド光ＧＬの波長に合わせて反射膜２３の厚みを容易に調整することができる。

また図１に示すように、デリバリファイバ２には、取出タップ６を介して、デリバリファイバ２内に反射された反射ガイド光ＲＧＬの強度を検出する検出部７が連結されている。この検出部７は、検出結果を表示する表示部９に接続されている。

次に、このような構成からなる本実施の形態の作用について述べる。

まず、ファイバレーザ１によって、レーザ光ＬＢがデリバリファイバ２内に照射される。このとき同時に、ガイド光源３によって、導入タップ４を介してガイド光ＧＬがデリバリファイバ２内に照射される。

次に、デリバリファイバ２内を伝送されたレーザ光ＬＢ及びガイド光ＧＬが、出射端２ａから外部に出射される。この間、出射されたガイド光ＧＬの一部が反射体５の反射膜２３で反射ガイド光ＲＧＬとして反射され、デリバリファイバ２内に再び導入される。このときレーザ光ＬＢは反射されることなく反射体５を通過する。

次に、デリバリファイバ２内を伝送された反射ガイド光ＲＧＬは、取出タップ６を介して、反射ガイド光ＲＧＬの強度を検出する検出部７に導入され、当該検出部７において、反射ガイド光ＲＧＬが電気信号に変換される。

その後、検出部７で変換された電気信号は、検出部７に接続された表示部９に送信され、表示部９においてデリバリファイバ２が破断しているかどうかの結果が表示される。

すなわち、デリバリファイバ２が破断している場合には、上述した工程において、ガイド光ＧＬや反射ガイド光ＲＧＬがデリバリファイバ２の破断箇所からデリバリファイバ２から外部へ漏れる。このため、検出部７で検出される反射ガイド光ＲＧＬが弱くなったり、場合によっては反射ガイド光ＲＧＬを検出することができなくなったりする。このため、検出部７において反射ガイド光ＲＧＬの強度を測定することによって、デリバリファイバ２が破断しているかどうかを容易かつ確実に検知することができる。

以上説明したように、本実施の形態によれば、導入タップ４を介してデリバリファイバ２にガイド光源３を連結し、デリバリファイバ２の出射端２ａ近傍に反射体５を設け、取出タップ６を介してデリバリファイバ２に検出部７を連結するだけで、デリバリファイバ２が破断しているかどうかを検知することができ、複雑な構造を有さず、簡便で安価に製造することができるデリバリファイバ破断検知システムを得ることができる。

なおデリバリファイバ２内に、レーザ光ＬＢとともに、可視光の波長領域を持つガイド光ＧＬを導入しているため、視認することができるガイド光ＧＬの位置から、レーザ光ＬＢの位置を確認することができる。

また、本実施の形態のデリバリファイバ破断検知システムにおいては、レーザ光源としてファイバレーザ１を用いているため、デリバリファイバ破断検知システムを容易に移動させたり、設置したりすることができる。なおレーザ光源としてはファイバレーザ１に限ることなく、当然、図２に示すようなレーザ照射装置１ａを用いることもできる。

また図３に示すように、反射体５をデリバリファイバ２に融着して設けることもできる。このように反射体５をデリバリファイバ２に融着させて、デリバリファイバ２の出射端２ａに近接した位置に反射体５の反射膜２３を設けることによって、ガイド光ＧＬが反射膜２３で反射されて生成される反射ガイド光ＲＧＬを、効率よくデリバリファイバ２内に戻すことができる。このため、より多くの反射ガイド光ＲＧＬをデリバリファイバ２を通して検出部７まで伝送することができる。このため、より高い精度でデリバリファイバ２の破断を検知することができる。

第２の実施の形態
次に図４により本発明の第２の実施の形態について説明する。図４に示す第２の実施の形態は、導入タップ４が取出タップ６としても機能するとともに、ガイド光源３と導入タップ４，６との間の導入路３１にハーフミラー４１を配置したものであり、他は図１乃至図３に示す第１の実施の形態と略同一である。また、このハーフミラー４１から取出路３６が分岐し、この取出路３６上に検出部７が配置されるとともに、検出部７に表示部９が接続されている。

図４に示す第２の実施の形態において、図１乃至図３に示す第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。

図４において、まずガイド光源３から照射されるガイド光ＧＬが、ハーフミラー４１を介してデリバリファイバ２内に照射される。次に、このガイド光ＧＬが、レーザ光ＬＢとともにデリバリファイバ２内を伝送され、出射端２ａからデリバリファイバ２の外方に照射される。

この間、ガイド光ＧＬの一部が反射体５の反射膜２３で反射されて反射ガイド光ＲＧＬとなり、デリバリファイバ２内に再び導入される。このときレーザ光ＬＢは反射されることなく反射体５を通過する。その後、デリバリファイバ２内を伝送された反射ガイド光ＲＧＬは、導入タップ４，６を経て、ハーフミラー４１で反射され、検出部７に導入される。

次に、この検出部７において、反射ガイド光ＲＧＬが電気信号に変換される。その後、この電気信号は、検出部７に接続された表示部９に送信され、表示部９においてデリバリファイバ２が破断しているかどうかの結果が表示される。

本実施の形態によれば、導入タップ４が取出タップ６としても機能しているため、デリバリファイバ破断検知システムに用いられるタップの数を減らすことができ、デリバリファイバ破断検知システムの製造コストを下げることができるとともに、タップでのレーザ光ＬＢの伝送ロスを軽減することができる。

第３の実施の形態
次に図５により本発明の第３の実施の形態について説明する。図５に示す第３の実施の形態は、導入タップ４が取出タップ６としても機能するとともに、連結タップ（連結部）４２を介してデリバリファイバ２に連結されたガイド光源３及び検出部７を用いたものであり、他は図１乃至図３に示す第１の実施の形態と略同一である。

図５に示す第３の実施の形態において、図１乃至図３に示す第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。

図５において、まずガイド光源３から照射されるガイド光ＧＬは連結タップ４２及び導入タップ４，６を介してデリバリファイバ２内に照射される。次に、このガイド光ＧＬはレーザ光ＬＢとともにデリバリファイバ２内を伝送され、出射端２ａからデリバリファイバ２の外方に照射される。

この間、ガイド光ＧＬの一部が反射体５の反射膜２３で反射されて反射ガイド光ＲＧＬとなり、デリバリファイバ２内に再び導入される。このときレーザ光ＬＢは反射されることなく反射体５を通過する。その後、デリバリファイバ２内を伝送された反射ガイド光ＲＧＬは、導入タップ４，６及び連結タップ４２を介して、検出部７に導入される。

次に、この検出部７において、反射ガイド光ＲＧＬが電気信号に変換される。その後、この電気信号は、検出部７に接続された表示部９に送信され、表示部９においてデリバリファイバ２が破断しているかどうかの結果が表示される。

本実施の形態によれば、導入タップ４が取出タップ６としても機能しているため、デリバリファイバ２に接続するタップの数を減らすことができ、デリバリファイバ破断検知システムの製造コストを下げることができるとともに、タップでのレーザ光ＬＢの伝送ロスを軽減することができる。さらに、図４に示した第２の実施の形態と比べ、構成部品の数を減らすことができるため、簡便に構成することができる。

本発明によるデリバリファイバ破断検知システムの第１の実施の形態を示す概略図。 本発明によるデリバリファイバ破断検知システムの第１の実施の形態において、レーザ光源としてレーザ照射装置を用いた態様を示す概略図。 本発明によるデリバリファイバ破断検知システムの第１の実施の形態において、デリバリファイバに反射体が融着された態様を示す概略図。 本発明によるデリバリファイバ破断検知システムの第２の実施の形態を示す概略図。 本発明によるデリバリファイバ破断検知システムの第３の実施の形態を示す概略図。 従来技術のデリバリファイバ破断検知システムの一態様を示す概略図。 従来技術のデリバリファイバ破断検知システムの別の態様を示す概略図。

符号の説明

１ ファイバレーザ（レーザ光源）
２ デリバリファイバ
２ａ 出射端
３ ガイド光源
４ 導入タップ（導入部）
５ 反射体
６ 取出タップ（取出部）
７ 検出部
２２ 出射窓
２３ 反射膜
３１ 導入路
３６ 取出路
４１ ハーフミラー
４２ 連結タップ（連結部）
ＬＢ レーザ光
ＧＬ ガイド光
ＲＧＬ 反射ガイド光

Claims (10)

1. レーザ光源と、
   レーザ光源近傍に設けられ、レーザ光源から照射されるレーザ光を伝送するデリバリファイバと、
   デリバリファイバに導入部を介して連結され、デリバリファイバ内にガイド光を照射するガイド光源と、
   レーザ光及びガイド光が出射されるデリバリファイバの出射端近傍に設けられるとともに、ガイド光の一部を反射ガイド光としてデリバリファイバ内に反射する反射体と、
   デリバリファイバに取出部を介して連結され、デリバリファイバ内に反射された反射ガイド光の強度を検出する検出部と、
   を備えたことを特徴とするデリバリファイバ破断検知システム。
2. レーザ光源は、ファイバレーザであることを特徴とする請求項１記載のデリバリファイバ破断検知システム。
3. ファイバレーザはデリバリファイバと融着していることを特徴とする請求項２記載のデリバリファイバ破断検知システム。
4. デリバリファイバとガイド光源との間に設けられた導入部は、導入タップからなることを特徴とする請求項１記載のデリバリファイバ破断検知システム。
5. デリバリファイバと検出部との間に設けられた取出部は、取出タップからなることを特徴とする請求項１記載のデリバリファイバ破断検知システム。
6. 反射体は、出射窓と、出射窓の端部に設けられ、可視光の少なくとも一部を反射する反射膜とを有することを特徴とする請求項１記載のデリバリファイバ破断検知システム。
7. 反射体の反射膜はコーティング材からなることを特徴とする請求項６記載のデリバリファイバ破断検知システム。
8. 反射体は、デリバリファイバに融着されていることを特徴とする請求項１記載のデリバリファイバ破断検知システム。
9. ガイド光源とデリバリファイバとの間に設けられた導入部は、デリバリファイバと検出部との間の取出部としても機能し、
   ガイド光源と導入部との間の導入路にハーフミラーが配置され、
   ガイド光源から照射されるガイド光は、ハーフミラーを介してデリバリファイバ内に照射され、
   反射体からの反射ガイド光は、デリバリファイバから導入部を介してハーフミラーに達し、ハーフミラーで反射された後、検出部に入射することを特徴とする請求項１記載のデリバリファイバ破断検知システム。
10. ガイド光源とデリバリファイバとの間に設けられた導入部は、デリバリファイバと検出部との間の取出部としても機能し、
    ガイド光源及び検出部は、連結部を介してデリバリファイバに連結され、
    ガイド光源から照射されるガイド光は、連結部を介してデリバリファイバ内に照射され、
    反射体からの反射ガイド光は、デリバリファイバから導入部及び連結部を介して、検出部に入射することを特徴とする請求項１記載のデリバリファイバ破断検知システム。

Images